阅读说明：本技术 一种硅钢生产用退火炉专用基材及制备方法 (Special base material for annealing furnace for silicon steel production and preparation method ) 是由 牛进才 郑兴龙 韩健华 孙红涛 陈勇 赵军周 王贵先 张跃丽 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种硅钢生产用退火炉专用基材及制备方法,包括以下重量份的原料：煅烧焦40-50份,粉子料40-50份,沥青30-35份,硬脂酸0.2-0.3份。通过改进生产工艺与生产流程。由于该产品的特殊要求,因此从配料,混捏凉料到焙烧,浸渍,石墨化等多个工序和流程都要重新制定出一套全新的合理的生产工艺和生产流程。本发明石墨化处理后的产品抗折强度≥18,肖氏硬度为35-50,抗压强度≥35,最大孔径≤0.1mm,气孔率≤11,体积密度≥1.75,石墨化度为70-90。(The invention provides a special substrate for an annealing furnace for silicon steel production and a preparation method thereof, wherein the special substrate comprises the following raw materials in parts by weight: 40-50 parts of calcined coke, 40-50 parts of powder material, 30-35 parts of asphalt and 0.2-0.3 part of stearic acid. By improving the production process and the production flow. Due to the special requirements of the product, a set of brand new and reasonable production process and production flow are required to be newly made from the processes of batching, kneading and cooling the materials to roasting, dipping, graphitizing and the like. The product after the graphitization treatment has the breaking strength of more than or equal to 18, the Shore hardness of 35-50, the compressive strength of more than or equal to 35, the maximum aperture of less than or equal to 0.1mm, the porosity of less than or equal to 11, the volume density of more than or equal to 1.75 and the graphitization degree of 70-90.)

一种硅钢生产用退火炉专用基材及制备方法

技术领域

本发明涉及硅钢生产领域，具体涉及一种硅钢生产用退火炉专用基材及制备方法。

背景技术

冷轧硅钢钢带在连续辊底式退火炉中进行脱碳、再结晶退火，炉中用于钢带传输退火的炉底辊主要是石墨炭套。在硅钢连续退火的实际生产过程中，经常由于炭套的质量问题，使用一段时间后，就会结瘤、磨损、氧化、疏松、剥落发生非正常破损，时常不得不在线进行处理或更换炭套，造成大量能源介质的浪费。不仅会严重影响生产效率和产品质量，而且还使硅钢生产企业遭受巨大经济损失。

炭套一般在800～1000℃，甚至1050℃高温以及H₂-N₂-H₂O的弱氧化气氛条件下长期使用，且要求不能出现结瘤、氧化、疏松、脱落等现象。而石墨一般在450℃左右就要开始氧化。虽然目前国内外企业均采用的解决方法是对用做炭辊基材的石墨电极进行抗氧化处理后使用，但基材石墨电极的质量好坏直接决定着炭套的最终使用寿命。

由于炭辊用石墨电极的质量要求与传统石墨电极的质量要求有很大的不同，因此用传统的电极生产工艺是无法生产出合格的炭辊基材石墨电极的。

主要不同点有以下几个方面：

（1）表面结构要求不同，传统产品对表面的孔洞等没有太严格的要求，而炭辊则要求基材表面大于2mm的孔洞每支不能超过两个。

（2）表面硬度的要求不同，传统产品由于要求石墨化电阻率越低越好，相应的表面硬度也低，但该产品则要求硬度在一个合理的范围内，既不能太高也不能太低。

（3）气孔最大直径，杂质元素等要求不同。正因为如此严苛的要求，因此国内外生产该产品的企业寥寥无几，产品成品率均不超过60%，且技术严格保密、售价奇高。

为此，国外的日本，韩国等和国内的八三炭素，抚顺炭素等多家企业均对该产品进行过研发，除了日本某企业的产品外其他企业的均因最终产品表面孔洞超标，硬度不够，结构不合格等原因造成成品率很低，制造成本太高而放弃了研制生产。导致国内硅钢生产企业不得不大量高价采购日本等国的产品。

发明内容

本发明提出了一种硅钢生产用退火炉专用基材及制备方法，通过改进生产工艺与生产流程。由于该产品的特殊要求，因此从配料，混捏凉料到焙烧，浸渍，石墨化等多个工序和流程都要重新制定出一套全新的合理的生产工艺和生产流程。

实现本发明的技术方案是：

一种硅钢生产用退火炉专用基材，包括以下重量份的原料：煅烧焦40-50份，粉子料40-50份，沥青30-35份，硬脂酸0.2-0.3份。

所述煅烧焦包括：0-0.5mm煅烧焦30-40份，0.5-1mm煅烧焦10-20份。

所述煅烧焦中灰分≤0.3%，水分≤0.5%，挥发分≤0.5%，硫含量≤0.45%，真密度≥2.09g/cm³，振实密度≥0.88g/cm³，电阻率≤450μΩm。

所述沥青为改质沥青，改质沥青中灰分≤0.03%，水分≤0.3%，结焦值≥57%，甲苯不溶物为28-35%，软化点为104-110℃，喹啉不溶物含量为6-10%。

所述粉子料的粒径小于0.075mm。

所述的硅钢生产用退火炉专用基材的制备方法，步骤如下：

（1）干混：将除沥青以外的原料加热到160-165℃干混50-55min，之后加入沥青在170-175℃下湿混40-50min，保温冷却到120-130℃进行凉料；

（2）将醒料后的物料进行预压，预压后抽真空处理；

（3）将步骤（2）真空处理后的物料送入挤压机，进行挤压处理；

（4）对挤压后的物料采用两浸三焙烧的方式进行焙烧处理，焙烧后进行石墨化处理得到专用基材。

所述步骤（2）中预压压力为23MPa；真空度为≤-0.08MPa，真空保持100s。

所述步骤（3）中挤压速度为1200mm/min，挤压压力为6-10MPa。

所述步骤（4）两浸三焙烧的具体步骤如下：

（a）将挤压后的物料在1150-1200℃下焙烧，焙烧后置于改制沥青中一次浸渍处理；

（b）将步骤（a）中浸渍后物料在1150-1200℃下焙烧，焙烧后物料再次在改制沥青中二次浸渍；

（c）将步骤（b）中浸渍处理后的物料在1150-1200℃下焙烧，焙烧后石墨化处理得到专用基材。

所述步骤（a）中从室温升温360h升温至1150-1200℃，一次浸渍后物料增重率为12-15%；所述步骤（b）和（c）从室温升温240h升温至1150-1200℃，二次浸渍增重率为6-8%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明石墨化处理后的产品抗折强度≥18，肖氏硬度为35-50，抗压强度≥35，最大孔径≤0.1mm，气孔率≤11，体积密度≥1.75，石墨化度为70-90；

（2）本发明通过对配方的处理，可以有效的提高结构致密，气孔率低，表面无大于2mm的孔洞，因此要求配方的骨料粒度最大为1mm，且粘结剂要添加适量的表面活性剂；

（3）本发明解决了石墨电极炭套结瘤、氧化、疏松、脱落等现象，提高了产品的质量和性能，最终要的是提高了产品的成功率。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种硅钢生产用退火炉专用基材，包括以下重量份的原料：0-0.5mm煅烧焦30份，0.5-1mm煅烧焦10份，粉子料40份，沥青30份，硬脂酸0.2份。

所述煅烧焦中灰分≤0.3%，水分≤0.5%，挥发分≤0.5%，硫含量≤0.45%，真密度≥2.09g/cm³，振实密度≥0.88g/cm³，电阻率≤450μΩm。

所述沥青为改质沥青，改质沥青中灰分≤0.03%，水分≤0.3%，结焦值≥57%，甲苯不溶物为28-35%，软化点为104-110℃，喹啉不溶物含量为6-10%。

所述粉子料的粒径小于0.075mm。

所述的硅钢生产用退火炉专用基材的制备方法，步骤如下：

（1）干混：将除沥青以外的原料加热到160℃干混50min，之后加入沥青在170℃下湿混40min，保温冷却到120℃进行凉料；

（2）将醒料后的物料进行预压，预压压力为23MPa；预压后抽真空处理，真空度为≤-0.08MPa，真空保持100s；

（3）将步骤（2）真空处理后的物料送入挤压机，挤压速度为1200mm/min，挤压压力为6MPa，进行挤压处理；

（4）对挤压后的物料采用两浸三焙烧的方式进行焙烧处理，焙烧后进行石墨化处理得到专用基材，石墨化处理按照表1所示送电曲线。

所述步骤（4）两浸三焙烧的具体步骤如下：

（a）将挤压后的物料从室温升温360h升温至1150℃，焙烧后置于改制沥青中一次浸渍处理，一次浸渍后物料增重率为12%；

（b）将步骤（a）中浸渍后物料从室温升温240h升温至1150℃焙烧，焙烧后物料再次在改制沥青中二次浸渍，二次浸渍增重率为6%；

（c）将步骤（b）中浸渍处理后的物料在1150℃下焙烧，焙烧后石墨化处理得到专用基材。

表1 送电曲线

实施例2

一种硅钢生产用退火炉专用基材，包括以下重量份的原料：0-0.5mm煅烧焦35份，0.5-1mm煅烧焦15份，粉子料45份，沥青33份，硬脂酸0.25份。

所述煅烧焦中灰分≤0.3%，水分≤0.5%，挥发分≤0.5%，硫含量≤0.45%，真密度≥2.09g/cm³，振实密度≥0.88g/cm³，电阻率≤450μΩm。

所述沥青为改质沥青，改质沥青中灰分≤0.03%，水分≤0.3%，结焦值≥57%，甲苯不溶物为28-35%，软化点为104-110℃，喹啉不溶物含量为6-10%。

所述粉子料的粒径小于0.075mm。

所述的硅钢生产用退火炉专用基材的制备方法，步骤如下：

（1）干混：将除沥青以外的原料加热到165℃干混55min，之后加入沥青在175℃下湿混45min，保温冷却到125℃进行凉料；

（2）将醒料后的物料进行预压，预压压力为23MPa；预压后抽真空处理，真空度为≤-0.08MPa，真空保持100s；

（3）将步骤（2）真空处理后的物料送入挤压机，挤压速度为1200mm/min，挤压压力为8MPa，进行挤压处理；

（4）对挤压后的物料采用两浸三焙烧的方式进行焙烧处理，焙烧后进行石墨化处理（具体以表1送电曲线为准）得到专用基材。

所述步骤（4）两浸三焙烧的具体步骤如下：

（a）将挤压后的物料从室温升温360h升温至1180℃，焙烧后置于改制沥青中一次浸渍处理，一次浸渍后物料增重率为13%；

（b）将步骤（a）中浸渍后物料从室温升温240h升温至1180℃焙烧，焙烧后物料再次在改制沥青中二次浸渍，二次浸渍增重率为7%；

（c）将步骤（b）中浸渍处理后的物料在1180℃下焙烧，焙烧后石墨化处理得到专用基材。

实施例3

一种硅钢生产用退火炉专用基材，包括以下重量份的原料：0-0.5mm煅烧焦40份，0.5-1mm煅烧焦20份，粉子料50份，沥青35份，硬脂酸0.3份。

所述煅烧焦中灰分≤0.3%，水分≤0.5%，挥发分≤0.5%，硫含量≤0.45%，真密度≥2.09g/cm³，振实密度≥0.88g/cm³，电阻率≤450μΩm。

所述沥青为改质沥青，改质沥青中灰分≤0.03%，水分≤0.3%，结焦值≥57%，甲苯不溶物为28-35%，软化点为104-110℃，喹啉不溶物含量为6-10%。

所述粉子料的粒径小于0.075mm。

所述的硅钢生产用退火炉专用基材的制备方法，步骤如下：

（1）干混：将除沥青以外的原料加热到165℃干混55min，之后加入沥青在175℃下湿混50min，保温冷却到130℃进行凉料；

（2）将醒料后的物料进行预压，预压压力为23MPa；预压后抽真空处理，真空度为≤-0.08MPa，真空保持100s；

（3）将步骤（2）真空处理后的物料送入挤压机，挤压速度为1200mm/min，挤压压力为10MPa，进行挤压处理；

（4）对挤压后的物料采用两浸三焙烧的方式进行焙烧处理，焙烧后进行石墨化处理（具体以表1送电曲线为准）得到专用基材。

所述步骤（4）两浸三焙烧的具体步骤如下：

（a）将挤压后的物料从室温升温360h升温至1200℃，焙烧后置于改制沥青中一次浸渍处理，一次浸渍后物料增重率为15%；

（b）将步骤（a）中浸渍后物料从室温升温240h升温至1200℃焙烧，焙烧后物料再次在改制沥青中二次浸渍，二次浸渍增重率为8%；

（c）将步骤（b）中浸渍处理后的物料在1200℃下焙烧，焙烧后石墨化处理得到专用基材。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。